Tyto zvířata jsou schopni se dýchat pod vodou přes žábry, specializované orgány nalezené v rybách. Existují plazi - jako jsou želvy - a savci - jako jsou velryby nebo delfíni -, kteří tráví většinu času pod vodou, přestože musí stoupat na povrch, aby ze vzduchu odebrali kyslík.
Tyto druhy vyvinuly mechanismy přizpůsobení se životnímu prostředí po celou dobu jejich existence. Proto je důležité vysvětlit, jak tyto živé bytosti fungují v prostředí, ve kterém žijí.
V závislosti na typu zvířete budeme analyzovat, jak je dýchání mnoha z těchto druhů, které dokáží přežít za zvláštních podmínek.
Ryby dýchají
Pro správu dětí a rodin Ministerstva zdravotnictví a sociálních služeb Spojených států amerických je proces dýchání ryb a obojživelníků definován takto:
"Ryby mohou žít v určité formě vody." Například ryba, která žije ve slané vodě v oceánu, nebude schopna žít ve sladké vodě jezera. Stejně jako jiné živé věci, ryby dýchají kyslík. Místo toho, aby kyslík získávali ze vzduchu kolem nich, absorbují kyslík z vody kolem nich prostřednictvím svých žábrů.
Žábry jsou dýchací orgány vodních živočichů tvořené listy, které chrání jejich tělo a některé vnitřní orgány.
Umožňují odebírání kyslíku z vody, která vstupuje ústy a krevní cévy v žábrách přenášejí kyslík do krve. Obojživelníci provádějí proces přeměny, který také dýchají plícemi.
Nyní existují rozdíly mezi formami dýchání plícemi a žábry. Například velryby a delfíni mají plíce jako lidé, ale stoupají na povrch, aby dýchali, protože dýchají nosními dírkami umístěnými na temeni jejich hlav.
V případě ryb mají žábry a dýchání nastává, když se ryba otevře a zavře ústa; při otevření úst vstoupí voda, zatímco při zavírání tlačí vodu směrem k žábrám.
Vodní savci musí provádět tento proces neustálého odebírání kyslíku z povrchu, aby mohli žít v prostředí, které je obklopuje. Ryby odebírají z vody - čerstvé nebo slané - kyslík, který žábry berou, a ty je dopravují do zbytku těla.
Pokud jde o funkci vnitřních žaber ryb, postupuje se takto: když ryby dýchají, v pravidelných intervalech bere vodu. To se posune na strany hrdla a vytlačí vodu skrz žiabrové otvory, takže prochází přes žábry na vnější straně.
Tímto způsobem mohou ryby dýchat nepřetržitě, pravidelně používat vnější a vnitřní žábry.
Dýchání vodního hmyzu
Někteří hmyz tráví rané fáze vývoje ve vodě. Existují druhy, které žijí ve vzduchu.
Některé příklady tohoto druhu zvířete jsou vážky, nymfy a další druhy, které se rodí jako vodní larvy.
Stejně jako všechna zvířata musí i tento hmyz převést kyslík na oxid uhličitý, aby přežil. Dýchací proces v tomto případě nastává skrz díry, které se nacházejí na stranách jejich těl, nazývané spirály.
Spirály jsou otvory v řadě trubic v těle hmyzu, které přenášejí kyslík do nejdůležitějších orgánů. U vodního hmyzu došlo v tomto systému k adaptaci, aby bylo možné strávit část svého života pod vodou.
O ponoření vodních savců
Fascinujícím bodem, pokud jde o dýchání vodních savců, je způsob, jakým se mořští obratlovci přizpůsobují tlaku, který na jejich těla působí, když jsou ponořeni, což je velmi v rozporu s tlakem bezobratlých ve vodě.
I když tato zvířata nedýchají pod vodou, jsou schopna zadržet dech po dlouhou dobu, což je předmětem vědy pro vědce a výzkumníky.
Je zřejmé, že plíce a další orgány zapojené do dýchání, jakož i další vnímavé orgány, jsou zasaženy ponořením do velkých hloubek, které jsou pod takovým tlakem „rozdrceny“.
Schopnost přizpůsobit se těmto podmínkám však zabraňuje kolapsu plic a poškození jiných orgánů, zejména díky hrudní dutině. Střední ucho těchto mořských druhů má specializovanou fyziologii, která je chrání a dává jim schopnost zůstat pod vodou po dlouhou dobu.
Hrudní stěny mořských savců jsou schopny podporovat úplné zhroucení plic.
Na druhé straně, specializované struktury v plicích umožňují, aby se alveoly (malé vaky, které jsou součástí dýchacího systému a kde dochází k výměně plynu mezi vdechovaným vzduchem a krví), nejprve zhroutily a následně terminální dýchací cesty.
Tyto struktury mohou také pomoci při opětovném nafukování plic po ponoření pomocí chemikálií nazývaných povrchově aktivní látky.
Pokud jde o prostřední ucho, mají tito savci kavernózní dutiny specializované na tento orgán, u nichž se předpokládá, že během ponoření zůstanou ponořeny v krvi, čímž zaplňují vzdušný prostor.
Je překvapivé, jak různé druhy jsou schopny fungovat ve svém vlastním prostředí, zejména s ohledem na proces dýchání - vdechování kyslíku a výdech oxidu uhličitého - v prostředí odlišném od vzduchu a vody.
Plíce a žábry jsou složité struktury přizpůsobené extrémně odlišným podmínkám, které však nakonec dosáhnou stejného cíle: poskytnout tělu kyslík nezbytný pro jeho přežití.
Reference
- Zvířata I. Kožešiny, Ploutve, Peří a další. Příručka pro učitele. Obnoveno z eclkc.ohs.acf.hhs.gov.
- Harvey. S. (2007). Bailey Gartzet Elementary: Dýchání pod vodou. Obnoveno z: gatzertes.seattleschools.org.
- Kreitinger, L. (2013). Corell University Blog Service: Život pod vodou. Obnoveno z blogs.cornell.edu.
- Nativní ekosystémy. Obnoveno z gw.govt.nz.
- Costa, P (2007). Palentologické muzeum University of California. Fyziologie potápění mořských obratlovců. Obnoveno z ucmp.berkeley.edu.